[发明专利]一种聚吡咙/磺化聚醚砜质子交换膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种聚吡咙/磺化聚醚砜质子交换膜的制备方法，主要包括以下步骤(1)将四酸单体和四胺单体溶解于溶剂中，制得聚吡咙前驱体溶液；(2)向上述聚吡咙前驱体溶液中，加入磺化聚醚砜，形成纺丝混合溶液，并进行静电纺丝，制得复合纳米纤维；(3)将得到复合纳米纤维膜真空干燥后，经过热处理，得到聚吡咙/磺化聚醚砜复合膜；(4)将上述复合膜浸入到多聚磷酸中，进行交联处理，得到交联的聚吡咙/磺化聚醚砜复合膜。本发明制备的聚吡咙/磺化聚醚砜复合膜具有优良的化学稳定性、机械性能、阻醇性以及较高的质子传导率等性能。

主权项

1.一种聚吡咙/磺化聚醚砜质子交换膜，其特征在于，通过如下方法制备得到：在低于25℃的条件下，将摩尔比为1∶1的二苯醚四甲酸和吡啶四胺加入到N，N二甲基乙酰胺中，控制溶液浓度为35％，磁力搅拌2h；取磺化聚醚砜溶解于N，N二甲基乙酰胺中，上述磺化聚醚砜的磺化度为45％，调节溶液的特性粘度为3.7dl/g，搅拌4h使其混合均匀，其中磺化聚醚砜占总固含量的35wt％，通过调节浓度，制得适合纺丝的混合液；将上述制得的溶液进行静电纺丝，纺丝电压控制为正极15KV，负极‑2KV，针尖到接收装置的距离为25cm；使用慢速转动的滚筒收集得到无规的纳米纤维膜，高速旋转的飞轮收集得到纤维取向的纳米纤维带，将得到的复合纳米纤维带在60℃真空中干燥6h；将上述得到的聚吡咙/磺化聚醚砜复合纳米纤维材料进行热亚胺化处理，处理的程序为140℃恒温60min，260℃恒温60min，最后在500℃条件下退火10min，整个热处理过程的升温速率控制在3℃/min，并在高纯氮气的保护下进行；然后将上述纳米复合纤维制成膜，浸入到多聚磷酸中，在氮气保护机械搅拌的条件下于120℃反应5h，降温，沉析到水中，然后用碱中和，过滤，100℃真空烘干，得到交联的聚吡咙/磺化复合膜；所述磺化聚醚砜具有如下结构：其中R的结构为